UNICAMP 2018 — questão 15 de Física

Gabarito CEnergia — potência e tempo de funcionamento (energia da combustão)1ª fase · Conhecimentos Gerais · Prova Z
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 15 de Física do UNICAMP 2018

Enunciado em texto

“Gelo combustível” ou “gelo de fogo” é como são chamados os hidratos de metano que se formam a temperaturas muito baixas, em condições de pressão elevada. São geralmente encontrados em sedimentos do fundo do mar ou sob a camada de solo congelada dos polos. A considerável reserva de gelo combustível no planeta pode se tornar uma promissora fonte de energia alternativa ao petróleo. Considerando que a combustão completa de certa massa de gelo combustível libera uma quantidade de energia igual a E=7,2E = 7{,}2 MJ, é correto afirmar que essa energia é capaz de manter aceso um painel de LEDs de potência P=2P = 2 kW por um intervalo de tempo igual a

a) 1 minuto.

b) 144 s.

c) 1 hora.

d) 1 dia.

(Enunciado: Vestibular Unicamp 2018, 1ª fase — Comvest/Unicamp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à UNICAMP.

Resolução comentada

O que a questão pede: por quanto tempo 7,2 MJ de energia mantêm ligado um painel que consome 2 kW.

Passo 1 — potência é energia por tempo. Então o tempo é energia dividida pela potência, com tudo no SI (joules e watts, para o tempo sair em segundos):

Δt=EP=7,2×106 J2×103 W\Delta t = \frac{E}{P} = \frac{7{,}2 \times 10^{6}\ \text{J}}{2 \times 10^{3}\ \text{W}}

Δt=3,6×103 s=3600 s\Delta t = 3{,}6 \times 10^{3}\ \text{s} = 3600\ \text{s}

Passo 2 — converter: 3600 s são 60 minutos, ou seja, 1 hora.

Conferindo pelo kWh: 1 kWh = 1000 W × 3600 s = 3,6 MJ. Então 7,2 MJ = 2 kWh, e um painel de 2 kW gasta 2 kWh em exatamente 1 hora.

⚠️ A armadilha: perder os prefixos no meio do caminho. Mega é 10610^{6} e quilo é 10310^{3}, e a razão entre eles é 1000. Quem faz só 7,2 ÷ 2 = 3,6 e esquece esse fator acha 3,6 s, um tempo absurdo de tão curto. Sempre passe para J e W antes de dividir, e depois converta os segundos com calma: 3600 s não é 1 minuto (A), é 1 hora.

A ideia em uma frase: tempo é energia sobre potência: 7,2 MJ ÷ 2 kW = 3600 s, uma hora.

Resposta: alternativa C (1 hora).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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